農薬汚染土壌におけるほうれん草（スピナシアoleracea l）の回復力の強化：根の建築、葉のガス交換属性、抗酸化反応回復における農薬耐性のシケリバクターアゾチフィゲンとセラチアマルセセンの役割

この研究では、フィプロニル（FIP）、プロペノフォス（PF）、クロロランリップロール（CLP）で処理されたほうれん草（FIP）で処理したほうれん草の中で、殺虫剤耐性植物の有益な細菌（PBB）の解毒能力が明らかになります。殺虫剤の投与量（25-400μgkg-1土壌）の増加は、ベンチスケールと温室実験の両方で栽培されたほうれん草の発芽属性と成長を著しく削減しました。400μgkg-1のプロフェノフォスは、最大阻害効果を示し、発芽が55％減少しました。根と撮影の長さはそれぞれ78％と81％です。根と芽にそれぞれ79％と62％の乾物の蓄積。葉の数は87％、葉面積は56％です。殺虫剤の適用により、根の先端/表面の形態学的歪み、酸化ストレスのレベルの増加、ほうれん草の細胞死が引き起こされました。殺虫剤耐性SF1およびSRB1株の適用は、殺虫剤の圧力を緩和し、殺虫剤ストレス下で成長したほうれん草の成長と生理学の全体的な改善をもたらしました。Ciceribacter azotifigensは発芽率を改善しました（10％）。根バイオマス（53％）;バイオマスを撃つ（25％）;葉面積（10％）;CHL-A（45％）、CHL-B（36％）、および25μgCLPKG-1土壌でのほうれん草の含有量。PBB接種は、ストレスのあるほうれん草を再活性化し、植物化学物質、Proline、Malondialdehyde（MDA）、Superoxide Anions（O2• - ）、および過酸化水素（H2O2）の合成を調節しました。走査型電子顕微鏡（SEM）により、殺虫剤で栽培されたPBB接種ほうれん草の背軸葉面での根の形態と気孔の開口部の回復が明らかになりました。シケリバクターアゾチフィゲンの接種は、25μgのFIP kg-1に曝露したほうれん草における固有の水使用効率、蒸散率、蒸気圧力、細胞内CO2濃度、光合成率、および気孔コンダクタンスを有意に増加させました。また、C。azotifigensとS. Marcescensは、殺虫剤治療のほうれん草の抗酸化防御システムを調節しました。細菌株は、SEMの下で明らかにされているように、殺虫剤にストレスをかけたほうれん草の苗の根表面に強くコロニーで定着しました。C. azotifigensやS. Marcescensなどの殺虫剤耐性PBBの同定は、ほうれん草に非生物的ストレスを緩和する可能性を秘めているため、汚染された農業系内で強化された安全な生産を促進します。

This study unveils the detoxification potential of insecticide-tolerant plant beneficial bacteria (PBB), i.e., Ciceribacter azotifigens SF1 and Serratia marcescens SRB1, in spinach treated with fipronil (FIP), profenofos (PF) and chlorantraniliprole (CLP) insecticides. Increasing insecticide doses (25-400 μg kg-1 soil) significantly curtailed germination attributes and growth of spinach cultivated at both bench-scale and in greenhouse experiments. Profenofos at 400 μg kg-1 exhibited maximum inhibitory effects and reduced germination by 55%; root and shoot length by 78% and 81%, respectively; dry matter accumulation in roots and shoots by 79% and 62%, respectively; leaf number by 87% and leaf area by 56%. Insecticide application caused morphological distortion in root tips/surfaces, increased levels of oxidative stress, and cell death in spinach. Application of insecticide-tolerant SF1 and SRB1 strains relieved insecticide pressure resulting in overall improvement in growth and physiology of spinach grown under insecticide stress. Ciceribacter azotifigens improved germination rate (10%); root biomass (53%); shoot biomass (25%); leaf area (10%); Chl-a (45%), Chl-b (36%) and carotenoid (48%) contents of spinach at 25 μg CLP kg-1 soil. PBB inoculation reinvigorated the stressed spinach and modulated the synthesis of phytochemicals, proline, malondialdehyde (MDA), superoxide anions (O2•-), and hydrogen peroxide (H2O2). Scanning electron microscopy (SEM) revealed recovery in root tip morphology and stomatal openings on abaxial leaf surfaces of PBB-inoculated spinach grown with insecticides. Ciceribacter azotifigens inoculation significantly increased intrinsic water use efficiency, transpiration rate, vapor pressure deficit, intracellular CO2 concentration, photosynthetic rate, and stomatal conductance in spinach exposed to 25 μg FIP kg-1. Also, C. azotifigens and S. marcescens modulated the antioxidant defense systems of insecticide-treated spinach. Bacterial strains were strongly colonized to root surfaces of insecticide-stressed spinach seedlings as revealed under SEM. The identification of insecticide-tolerant PBBs such as C. azotifigens and S. marcescens hold the potential for alleviating abiotic stress to spinach, thereby fostering enhanced and safe production within polluted agroecosystems.